RU2677854C2 - Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation - Google Patents

Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2677854C2
RU2677854C2 RU2017114247A RU2017114247A RU2677854C2 RU 2677854 C2 RU2677854 C2 RU 2677854C2 RU 2017114247 A RU2017114247 A RU 2017114247A RU 2017114247 A RU2017114247 A RU 2017114247A RU 2677854 C2 RU2677854 C2 RU 2677854C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packets
input
information symbols
packet
data transmission
Prior art date
Application number
RU2017114247A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017114247A (en
RU2017114247A3 (en
Inventor
Анатолий Петрович Иванников
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority to RU2017114247A priority Critical patent/RU2677854C2/en
Publication of RU2017114247A publication Critical patent/RU2017114247A/en
Publication of RU2017114247A3 publication Critical patent/RU2017114247A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677854C2 publication Critical patent/RU2677854C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

FIELD: wireless communications.SUBSTANCE: invention relates to the field of radio communications, in particular to methods and systems for multiplexing data transmission channels.EFFECT: technical result is an increase in the speed of information transmission, as well as improvement of the technical characteristics of the data transmission channel due to algorithms that ensure the formation and transformation of message packets on the transmission side, calculating the matrix of mutual distribution of information symbols of the packets and the sum of the weights of its elements, the formation of code tables and the coding of the numbers of packets of information symbols on the transmitting side of the data transmission channel, as well as the formation of inverse code tables, decoding of numbers of packets of information symbols and the formation of packets of messages on the receiving side.2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к методам и системам уплотнения каналов передачи данных.The invention relates to the field of radio communications, and in particular to methods and systems for compressing data transmission channels.

Повышение скорости передачи информации, а также улучшение технических показателей каналов передачи данных является важной задачей при проектировании современных каналов передачи данных [1-5].Increasing the speed of information transfer, as well as improving the technical parameters of data transmission channels is an important task in the design of modern data transmission channels [1-5].

Известны методы повышения скорости передачи информации, среди которых можно отметить методы с частотным, временным, кодовым и пространственным уплотнением каналов передачи данных [1-5].Known methods for increasing the speed of information transfer, among which methods with frequency, time, code and spatial multiplexing of data transmission channels can be noted [1-5].

Недостатками указанных выше методов повышения скорости передачи информации являются ухудшение энергетических показателей каналов передачи данных при увеличении объема передаваемой информации.The disadvantages of the above methods of increasing the speed of information transfer are the deterioration of the energy performance of data transmission channels with an increase in the amount of information transmitted.

Наиболее близким по технической сущности является метод уплотнения управляющей информации (служебные команды, например, по управлению и контролю состояния бортовой аппаратуры и т.п.), который обеспечивает повышение скорости и оперативности передачи управляющей информации [3-5].The closest in technical essence is the method of compaction of control information (service teams, for example, on the management and control of the state of on-board equipment, etc.), which provides an increase in the speed and efficiency of transmission of control information [3-5].

Для реализации метода уплотнения управляющей информации на передающей стороне канала передачи данных используются устройство кодовых номеров пакетов управляющей информации и последовательно соединенные модулятор, усилитель мощности и передающая антенна, а на приемной стороне - последовательно соединенные приемная антенна, СВЧ усилитель, демодулятор, выделяющий номер пакета управляющей информации.To implement the method of compressing control information on the transmitting side of the data transmission channel, a device of code numbers of control information packets and a serially connected modulator, power amplifier and transmitting antenna are used, and on the receiving side, serially connected receiving antenna, microwave amplifier, demodulator that allocates the control information packet number .

Сущность метода уплотнения управляющей информации заключается в том, что на передающей стороне канала передачи данных уменьшается объем передаваемой информации за счет передачи кодовых номеров пакетов управляющей информации, а на приемной стороне обеспечивается выделение номеров пакетов управляющей информации для потребителя.The essence of the control information compression method is that on the transmitting side of the data transmission channel, the amount of transmitted information is reduced by transmitting code numbers of control information packets, and on the receiving side, the numbers of control information packets are allocated to the consumer.

Достоинствами метода уплотнения управляющей информации являются обеспечение повышение скорости и оперативности передачи управляющей информации в части команд управления, контроля состояния бортовой аппаратуры и т.п.The advantages of the control information compaction method are the provision of an increase in the speed and efficiency of transmission of control information in terms of control commands, on-board equipment status monitoring, etc.

Основным недостатком прототипа является возможность передачи лишь управляющей информации (например, стандартных служебных команд управления контроля и т.п.).The main disadvantage of the prototype is the ability to transfer only control information (for example, standard service control control commands, etc.).

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение арсенала технических средств, предназначенных для передачи информации через каналы связи.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is the expansion of the arsenal of technical means for transmitting information through communication channels.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в увеличении скорости передачи информации, а также улучшении технических характеристик канала передачи данных за счет алгоритмов, обеспечивающих на передающей стороне формирование и преобразование пакетов сообщений, вычисление матрицы взаимного распределения информационных символов пакетов и суммы весовых коэффициентов ее элементов, формирование кодовых таблиц и кодирование номеров пакетов информационных символов на передающей стороне канала передачи данных, а также формирование обратных кодовых таблиц, декодирование номеров пакетов информационных символов и формирование пакетов сообщений на приемной стороне.The technical result of the invention consists in increasing the speed of information transfer, as well as improving the technical characteristics of the data channel through algorithms that provide on the transmitting side the formation and conversion of message packets, the calculation of the matrix of the mutual distribution of information symbols of the packets and the sum of the weight coefficients of its elements, the formation of code tables and encoding the numbers of packets of information symbols on the transmitting side of the data channel, as well as ment reverse code table, decoding information symbols of packet numbers and packet shaping messages on the receiving side.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе уплотнения каналов передачи данных, включающем на передающей стороне операции модуляции сигналов, усиления мощности сигналов и излучения их передающей антенной, а на приемной стороне включающем операции приема, усиления и демодуляции радиосигналов, на передающей стороне канала дополнительно введены операции формирования и преобразования пакетов сообщений, вычисления матрицы взаимного распределения информационных символов пакетов и суммы весовых коэффициентов ее элементов, формирования кодовых таблиц и кодирования номеров пакетов информационных символов, а на приемной стороне дополнительно введены операции формирования обратных кодовых таблиц, декодирования номеров пакетов информационных символов и формирования пакетов сообщений.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of multiplexing data transmission channels, including on the transmitting side the operations of modulating the signals, amplifying the power of the signals and emitting them by the transmitting antenna, and on the receiving side including the operations of receiving, amplifying and demodulating radio signals, on the transmitting side of the channel operations of forming and converting message packets, calculating a matrix of the mutual distribution of information symbols of packets and the sum of the weight coefficients of its element comrade, forming the code tables and coding rates packets of information symbols, and on the reception side is further introduced forming operation inverse code tables, packet decoding information symbols and numbers form of message packets.

Указанный технический результат достигается тем, что в комплекс средств уплотнения каналов передачи данных, включающий на передающей стороне последовательно соединенные модулятор, усилитель мощности и передающую антенну, а на приемной стороне включающий последовательно соединенные принимающую антенну, усилитель СВЧ и демодулятор, на передающей стороне канала дополнительно введены формирователь пакетов сообщений, вход которого является входом канала передачи данных, а выход формирователя пакетов сообщений через преобразователь пакетов подключен к входу вычислителя, выход которого подключен первому входу кодера номеров пакетов, ко второму входу которого подключен формирователь кодовых таблиц, а на приемной стороне дополнительно введены декодер номеров пакетов, к первому входу которого подключен демодулятор, а ко второму входу подключен формирователь обратных кодовых таблиц, выход декодера номеров пакетов подключен к входу формирователя полученных сообщений, выход которого является выходом канала передачи данных.The specified technical result is achieved by the fact that in the complex of means for sealing data transmission channels, including on the transmitting side a series-connected modulator, power amplifier and transmitting antenna, and on the receiving side including a series-connected receiving antenna, microwave amplifier and demodulator, on the transmitting side of the channel message packetizer, the input of which is the input of the data channel, and the output of the message packetizer through the converter The network is connected to the input of the calculator, the output of which is connected to the first input of the packet number encoder, the code table former is connected to the second input, and the packet number decoder is additionally introduced on the receiving side, the demodulator is connected to its first input and the reverse code generator is connected to the second input , the output of the packet number decoder is connected to the input of the received message former, the output of which is the output of the data transmission channel.

На фиг. 1 приведена структурная схема передающей стороны канала передачи данных с веденным модулем формирования номеров пакетов сообщений, а на фиг. 2 приведена схема приемной стороны канала с введенным модулем формирования принятых сообщений, где обозначены:In FIG. 1 is a structural diagram of a transmitting side of a data channel with a driven module for generating message packet numbers, and FIG. 2 shows a diagram of the receiving side of the channel with the introduced module for generating received messages, where:

1 - формирователь пакетов сообщений;1 - message packetizer;

2 - преобразователь пакетов;2 - packet converter;

3 - вычислитель;3 - calculator;

4 - кодер номеров пакетов;4 - packet number encoder;

5 - формирователь кодовых таблиц;5 - shaper code tables;

6 - модулятор;6 - modulator;

7 - усилитель мощности;7 - power amplifier;

8 - передающая антенна;8 - transmitting antenna;

9 - приемная антенна9 - receiving antenna

10 - СВЧ усилитель;10 - microwave amplifier;

11 - демодулятор;11 - demodulator;

12 - декодер номеров пакетов;12 - decoder packet numbers;

13 - формирователь обратных кодовых таблиц;13 - shaper reverse code tables;

14 - формирователь принятых сообщений.14 - shaper received messages.

Предлагаемый комплекс средств уплотнения каналов передачи данных содержит на передающей стороне канала передачи данных модуль формирования номеров пакетов сообщений, выход которого подключен к входу модулятора 6, а на приемной стороне канала содержит модуль формирования принятых сообщений, вход которого подключен к первому выходу демодулятора 11.The proposed set of means for compressing data transmission channels contains, on the transmitting side of the data channel, a module for generating message packet numbers, the output of which is connected to the input of the modulator 6, and on the receiving side of the channel contains a module for generating received messages, the input of which is connected to the first output of the demodulator 11.

Модуль формирования номеров пакетов сообщений содержит формирователь пакетов сообщений 1, вход которого является входом канала передачи данных, а выход подключен к входу преобразователя пакетов 2, который подключен к входу вычислителя 3, выход вычислителя 3 подключен к первому входу кодера номеров пакетов 4, ко второму входу которого подключен формирователь кодовых таблиц 5.The module for generating message packet numbers includes a message packetizer 1, the input of which is the input of the data channel, and the output is connected to the input of the packet converter 2, which is connected to the input of the calculator 3, the output of the calculator 3 is connected to the first input of the packet number encoder 4, to the second input which is connected to the shaper code tables 5.

Модуль формирования полученных сообщений содержит формирователь обратных кодовых таблиц 13, выход которого подключен к второму входу декодера номеров пакетов 12, к выходу которого подключен вход формирователя принятых сообщений 14, выход которого является выходом канала передачи данных.The module for generating received messages contains a shaper of reverse code tables 13, the output of which is connected to the second input of the decoder of packet numbers 12, the output of which is connected to the input of the shaper of received messages 14, the output of which is the output of the data channel.

Формирование кодовых таблиц на передающей стороне канала передачи данных в значительной степени определяет эффективность предлагаемого способа уплотнения сигналовThe formation of code tables on the transmitting side of the data channel largely determines the effectiveness of the proposed method of signal compression

Исходными данными для формирования кодовых таблиц является ансамбль сообщений, который группируется в пакеты одинаковой длительности из N сообщений и преобразуется в пакеты последовательностей из N двоичных информационных символов xn(t), принимающих значения 0 или 1 в соответствии с передаваемыми сообщениями, которые можно представить в виде матрицы строки:The initial data for the formation of code tables is an ensemble of messages, which is grouped into packets of the same duration from N messages and converted into packets of sequences of N binary information symbols x n (t), taking values 0 or 1 in accordance with the transmitted messages, which can be represented in matrix row form:

Figure 00000001
Figure 00000001

Ввиду распределения во времени информационных символов xn(t) в пакетах в соответствии с текущими информационными сообщениями взаимное положение информационных символов xn(t) в каждом пакете меняется.Due to the time distribution of information symbols x n (t) in packets in accordance with the current information messages, the relative position of information symbols x n (t) in each packet changes.

Число сочетаний

Figure 00000002
из N элементов матрицы строки (1) по m элементов, которые отличаются хотя бы одним элементом, вычисляется по формулеNumber of combinations
Figure 00000002
from N elements of the matrix of the row (1) by m elements that differ by at least one element, is calculated by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- число сочетаний;Where
Figure 00000004
- the number of combinations;

N - число элементов матрицы строки (1);N is the number of elements of the row matrix (1);

m=2, 3, …, N.m = 2, 3, ..., N.

Поэтому взаимное распределение информационных символов пакетов можно представить в виде квадратичной матрицы размером (N×N):Therefore, the mutual distribution of information symbols of packets can be represented as a quadratic matrix of size (N × N):

Figure 00000005
Figure 00000005

Квадратичную матрицу (2) при условии отсутствия учета порядка элементов и повторений можно преобразовать в треугольную матрицу [6, 7].Quadratic matrix (2), provided that the order of elements and repetitions are not taken into account, can be transformed into a triangular matrix [6, 7].

Figure 00000006
Figure 00000006

Для передачи пакетов информационных символов на приемную сторону канала связи необходимо учитывать информацию о всех элементах матрицы (4), поэтому задача уплотнения информационных символов заключается в том, чтобы найти параметр данной матрицы, обеспечивающий достоверную передачу данных на приемную сторону с минимальным объемом передаваемой информации.To transmit information symbol packets to the receiving side of the communication channel, it is necessary to take into account information on all elements of the matrix (4), therefore, the task of compressing information symbols is to find the parameter of this matrix that provides reliable data transmission to the receiving side with a minimum amount of transmitted information.

Увеличение объема передаваемой информации вызывает необходимость увеличения М - порядка относительной многофазовой модуляции (ОМФМ) и, соответственно, ухудшения энергетических показателей и помехозащищенности каналов передачи данных.An increase in the volume of transmitted information necessitates an increase in M - the order of relative multiphase modulation (OMFM) and, accordingly, a deterioration in energy performance and noise immunity of data transmission channels.

С целью уменьшения объема передаваемой информации треугольная матрица (4) преобразуется следующим образом:In order to reduce the amount of information transmitted, the triangular matrix (4) is transformed as follows:

- элементы матрицы представляются через диагональные элементы матрицы в виде:- matrix elements are represented through diagonal matrix elements in the form:

Figure 00000007
Figure 00000007

- вводятся весовые коэффициенты для элементов матрицы, величина которых определяется номером столбца матрицы (второй символ в основании):- weights are introduced for the matrix elements, the value of which is determined by the number of the matrix column (second symbol at the base):

Figure 00000008
Figure 00000008

где n, i=1,2, 3, …, N;where n, i = 1,2, 3, ..., N;

N - число столбцов матрицы (4).N is the number of columns of the matrix (4).

Соотношение (5) в этом случае приводится к виду:Relation (5) in this case is reduced to the form:

Figure 00000009
Figure 00000009

Как было сказано выше, технический результат предлагаемого изобретения достигается с помощью алгоритмов, обеспечивающих вычисление матрицы взаимного распределения информационных символов пакетов и суммы весовых коэффициентов ее элементов, формирование кодовых таблиц и кодирование номеров пакетов информационных символов на передающей стороне канала передачи данных, а на приемной стороне - формирование обратных кодовых таблиц, декодирование номеров пакетов информационных символов и формирование принятых сообщений.As mentioned above, the technical result of the present invention is achieved using algorithms that provide the calculation of the matrix of the mutual distribution of information symbols of packets and the sum of the weight coefficients of its elements, the formation of code tables and the encoding of the numbers of packets of information symbols on the transmitting side of the data channel, and on the receiving side - generating reverse code tables, decoding packet numbers of information symbols, and generating received messages.

Формирование кодовых таблиц и обратных кодовых таблиц для увеличения скорости передачи информации в η=3, 4, 5, 7 и 8 раз (что соответствует скорости передачи информации соответственно C=9, 12, 15, 21 и 24 кбит/с) в каналах передачи данных, например, с полосой пропускания одного канала Δf=300 Гц и общей полосой ΔF=3,1 кГц, осуществляется следующим образом.The formation of code tables and reverse code tables to increase the information transfer rate by η = 3, 4, 5, 7, and 8 times (which corresponds to the information transfer rate C = 9, 12, 15, 21, and 24 kbit / s) in the transmission channels data, for example, with a bandwidth of one channel Δf = 300 Hz and a common band ΔF = 3.1 kHz, as follows.

При реализации указанных выше параметров увеличивается количество передаваемых символов сообщений соответственно в η раз, и, следовательно, увеличивается количество элементов и порядок матрицы взаимного распределения информационных символов пакетов (4) соответственно до N=3, 4, 5, 7 и 8.When implementing the above parameters, the number of transmitted message symbols increases η times, respectively, and, consequently, the number of elements and the order of the matrix of the mutual distribution of information symbols of packets (4) increase to N = 3, 4, 5, 7, and 8, respectively.

В качестве примера рассмотрим формирование пакетов информационных символов, кодовых таблиц и обратных кодовых таблиц при увеличении скорости передачи информации в N=3 раза. При этом матрица взаимного положения (3) примет вид:As an example, we consider the formation of packets of information symbols, code tables, and reverse code tables with an increase in the information transfer rate by N = 3 times. In this case, the matrix of relative position (3) will take the form:

Figure 00000010
Figure 00000010

Число сочетаний из 3 элементов треугольной матрицы (8) по m=2 и 3 элементов, без учета порядка элементов и повторений вычисляется по формуле (3):The number of combinations of 3 elements of a triangular matrix (8) for m = 2 and 3 elements, without taking into account the order of elements and repetitions, is calculated by the formula (3):

Figure 00000011
Figure 00000011

В основу алгоритма формирования кодовых таблиц и обратных кодовых таблиц положена оценка суммы весовых коэффициентов элементов матрицы (8) для каждого сочетания информационных символов пакета с учетом соотношения (6) и (7). При этом суммы весовых коэффициентов элементов матрицы взаимного положения (8) при числе сочетаний (9) имеют вид:The algorithm for generating code tables and reverse code tables is based on an estimate of the sum of the weighting coefficients of the matrix elements (8) for each combination of information symbols of the packet, taking into account relations (6) and (7). Moreover, the sum of the weighting coefficients of the elements of the matrix of relative position (8) with the number of combinations (9) have the form:

Figure 00000012
Figure 00000012

y22=a22x22=2;y 22 = a 22 x 22 = 2;

y33=a33x33=4;y 33 = a 33 x 33 = 4;

y21=a11x11+a22x22=3;y 21 = a 11 x 11 + a 22 x 22 = 3;

y31=a11x11+a33x33=5;y 31 = a 11 x 11 + a 33 x 33 = 5;

y32=a22x22+a33x33=6;y 32 = a 22 x 22 + a 33 x 33 = 6;

y123=a11x11+a22x22+a33x33=37.y 123 = a 11 x 11 + a 22 x 22 + a 33 x 33 = 37.

В соответствии с числом сочетаний L=7 передача данных о взаимном положении информационных символов пакетов с помощью кодовых номеров пакетов определяется кодовой таблицей 1, сформированной на базе соотношений (10).In accordance with the number of combinations L = 7, the transmission of data on the relative position of information symbols of packets using code numbers of packets is determined by code table 1 formed on the basis of relations (10).

Figure 00000013
Figure 00000013

Из кодовой таблицы 1 видно, что каждому взаимному положению информационных символов пакетов соответствует определенная сумма весовых коэффициентов элементов матрицы (4), что позволяет формировать кодовые номера пакетов для передачи на приемную сторону канала передачи данных. При этом формирование значений фаз ϕn для ОМФМ зависит от кодового номера пакета информационных символов.From the code table 1 it can be seen that each relative position of the information symbols of the packets corresponds to a certain sum of the weighting coefficients of the matrix elements (4), which allows you to generate code numbers of the packets for transmission to the receiving side of the data channel. Moreover, the formation of phase values ϕ n for OMFM depends on the code number of the packet of information symbols.

В рассматриваемом случае при увеличении скорости передачи информации в N=3 раза в канале передачи данных с полосой пропускания одного канала, например, Δf=300 Гц и общей полосой ΔF=3,1 кГц, скорость передачи информации составит C=9 кбит/с.In the case under consideration, with an increase in the information transfer rate by N = 3 times in the data transfer channel with a bandwidth of one channel, for example, Δf = 300 Hz and a common band ΔF = 3.1 kHz, the information transfer rate will be C = 9 kbit / s.

В качестве модулятора при N=3 рассматривается типовая конструкция на основе ОМФМ М=3-го порядка с числом сигнальных точек p=8, при которых сигнальные созвездия размещаются по кругу соответственно через 45°, что определяет помехозащищенность и энергетические показатели каналов передачи данных [2, 8, 10]. Устранение фазовой неопределенности радиосигналов, возникающей при распространении в пространственном канале, обеспечивается за счет того, что каждому информационному символу ставится в соответствие не абсолютное значение фазы, а ее изменение относительно предыдущего значения [9, 10].As a modulator for N = 3, we consider a typical design based on the MFM M = 3rd order with the number of signal points p = 8, at which the signal constellations are placed in a circle respectively through 45 °, which determines the noise immunity and energy performance of the data transmission channels [2 , 8, 10]. The phase uncertainty of radio signals arising during propagation in a spatial channel is eliminated due to the fact that each information symbol is associated not with the absolute value of the phase, but with its change relative to the previous value [9, 10].

Соответственно обратная кодовая таблица 2 сформирована на базе кодовой таблицы 1.Accordingly, the reverse code table 2 is formed on the basis of code table 1.

Figure 00000014
Figure 00000014

Из обратной кодовой таблицы 2 следует, что в соответствии с фазами принятых сигналов формируются номера пакетов сигналов сообщений и соответственно пакеты информационных символов.From the reverse code table 2 it follows that in accordance with the phases of the received signals, message packet numbers and corresponding information symbol packets are generated.

Формирование и преобразование пакетов информационных символов, кодовых таблиц и обратных кодовых таблиц при количестве информационных символов в пакетах N=4, 5, 6, 7 и 8 проводится аналогично приведенному примеру при N=3.The formation and conversion of packets of information symbols, code tables and reverse code tables with the number of information symbols in packets N = 4, 5, 6, 7 and 8 is carried out similarly to the above example with N = 3.

Число сочетаний из N элементов треугольной матрицы (4) по m элементов при количестве информационных символов в пакетах N=4, 5, 7 и 8, определяется по формуле (3):The number of combinations of N elements of the triangular matrix (4) for m elements with the number of information symbols in packets N = 4, 5, 7 and 8, is determined by the formula (3):

Figure 00000015
Figure 00000015

В качестве модулятора информационных символов в пакетах с числом символов сообщений N=4, 5, 6, 7 и 8 используется соответственно относительная многопозиционная фазовая модуляция с числом сигнальных точек p=16, 32, 64, 128 и 256. При этом формирование значения фазы ϕn зависит от кодового номера пакета информационных символов, а увеличение скорости передачи информации с полосой пропускания одного канала, например, Δf=300 Гц и общей полосой ΔF=3,1 кГц в рассматриваемых случаях составляет, соответственно, C=9, 12, 15, 21 и 24 кбит/с.As a modulator of information symbols in packets with the number of message symbols N = 4, 5, 6, 7, and 8, relative multiposition phase modulation with the number of signal points p = 16, 32, 64, 128, and 256 is used, respectively. In this case, the formation of the phase value ϕ n depends on the code number of the packet of information symbols, and an increase in the information transfer rate with the bandwidth of one channel, for example, Δf = 300 Hz and the total band ΔF = 3.1 kHz in the cases under consideration, is, respectively, C = 9, 12, 15, 21 and 24 kbps.

Возможно еще увеличение скорости передачи информации, например, при пакетах с числом символов сообщений N=9 до 27 кбит/с, но это приведет к увеличению числа сигнальных точек относительной многопозиционной фазовой модуляции до p=512, и, следовательно, к ухудшению помехозащищенности и энергетических показателей каналов передачи данных.It is also possible to increase the information transfer rate, for example, with packets with the number of message symbols N = 9 to 27 kbit / s, but this will lead to an increase in the number of signal points of relative multiposition phase modulation to p = 512, and, consequently, to a decrease in noise immunity and energy indicators of data transmission channels.

На фиг. 3 приведена диаграмма зависимости скорости передачи информации C(p) в каналах передачи данных в зависимости от числа сигнальных точек p относительной многопозиционной фазовой модуляции.In FIG. Figure 3 shows a diagram of the dependence of the information transmission rate C (p) in the data transmission channels as a function of the number of signal points p of the relative multiposition phase modulation.

Комплекс средств уплотнения каналов передачи данных работает следующим образом.A set of means of sealing data transmission channels works as follows.

На передающей стороне канала передачи данных в формирователе пакетов сообщений 1 осуществляется формирование пакетов из N сообщений, которые в преобразователе пакетов 2 преобразуются в пакеты последовательностей из N двоичных информационных символов, принимающих значения 0 или 1 в соответствии с передаваемыми сообщениями. В вычислителе 3 формируется матрица взаимного распределения информационных символов пакетов и определяются суммы весовых коэффициентов ее элементов. В формирователе кодовых таблиц 4 на основании приведенных выше алгоритмов формируются связи взаимного распределения информационных символов пакетов с суммами весовых коэффициентов элементов матрицы и номерами пакетов. В кодере номеров пакетов 5 проводится выдача номеров пакетов информационных символов.On the transmitting side of the data transmission channel in message packetizer 1, packets are formed from N messages, which in packet converter 2 are converted into packets of sequences of N binary information symbols that take values 0 or 1 in accordance with the transmitted messages. In calculator 3, a matrix is formed for the mutual distribution of information symbols of packets and the sums of the weighting coefficients of its elements are determined. On the basis of the above algorithms, the relationships between the mutual distribution of packet information symbols with the sums of the weighting coefficients of the matrix elements and packet numbers are formed in the code table generator 4. In the encoder package numbers 5 is the issuance of package numbers of information symbols.

Сформированные таким образом фазы сигналов подаются на вход модулятора 6, где преобразуются в радиосигналы, которые, в свою очередь, после усиления в усилителе мощности 7 излучаются в пространство с помощью передающей антенны 8.The phases of the signals thus formed are fed to the input of the modulator 6, where they are converted into radio signals, which, in turn, after amplification in the power amplifier 7 are radiated into space using a transmitting antenna 8.

На приемной стороне канала передачи данных радиосигналы через последовательно соединенные приемную антенну 9 и СВЧ усилитель 10 поступают на вход демодулятора 11, в качестве которого использованы типовые конструкции на основе ОМФМ [2, 8-10].On the receiving side of the data transmission channel, the radio signals through a series-connected receiving antenna 9 and a microwave amplifier 10 are fed to the input of the demodulator 11, which is used as a typical design based on OMFM [2, 8-10].

В формирователе обратных кодовых таблиц 13 на базе кодовой таблицы 1 формируются связи фаз принятых сигналов с номерами пакетов и, соответственно, с взаимным распределением информационных символов. Формирователь принятых сообщений 14 завершает формирование сообщений и выдает их потребителю.In the shaper of the reverse code tables 13, based on the code table 1, the phases of the received signals are formed with the packet numbers and, accordingly, with the mutual distribution of information symbols. Shaper received messages 14 completes the formation of messages and issues them to the consumer.

Предложенное изобретение обеспечивает не только увеличение скорости передачи информации, а также улучшение технических характеристик каналов передачи данных в части помехозащищенности и энергетических показателей.The proposed invention provides not only an increase in the speed of information transfer, but also an improvement in the technical characteristics of data transmission channels in terms of noise immunity and energy performance.

Предложенный комплекс средств защиты может быть реализован на современных аппаратно - программных и вычислительных средствах.The proposed set of security features can be implemented on modern hardware - software and computing tools.

Литература.Literature.

1. Л.М. Финк. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1963. 576 с.1. L.M. Fink. Theory of discrete message transmission. M .: Sov. radio, 1963.576 s.

2. Скляр, Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003. 1104 с.2. Sklyar, Bernard. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Williams Publishing House, 2003.1104 p.

3. А.В. Ратынский. Основы сотовой связи / Под ред. Д.Б. Зимина - М.: Радио и связь, 1998. 248 с. (прототип).3. A.V. Ratinsky. Fundamentals of Cellular Communication / Ed. D.B. Zimina - M.: Radio and Communications, 1998.248 s. (prototype).

4. В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю.А. Распаев. Сети и системы радиодоступа. - М.: Эко-Трендз, 2005. 384 с.4. V.A. Grigoriev, O.I. Lagutenko, Yu.A. Raspayev. Networks and radio access systems. - M .: Eco-Trends, 2005.384 s.

5. В.Ф. Камнев, А.И. Аболиц, А.А. Акимов, А.С. Белов, В.Ю. Бобков, М.И. Целехатый. Системы спутниковой связи с эллиптическими орбитами разнесением ветвей и адаптивной обработкой, М. - Глобсатком, 2008. 724 с.5. V.F. Kamnev, A.I. Abolitz, A.A. Akimov, A.S. Belov, V.Yu. Bobkov, M.I. Celestial. Satellite communication systems with elliptical orbits branch spacing and adaptive processing, M. - Globzatkom, 2008. 724 p.

6. В.П. Демидович, A.M. Марон. Основы вычислительной математики, 1966, Изд. Наука, Главная редакция Физико-математической литературы, 664 с.6. V.P. Demidovich, A.M. Maroon. Fundamentals of Computational Mathematics, 1966, Ed. Science, Main Edition of Physics and Mathematics, 664 p.

7. И.В. Белоусов. Матрицы и определители: учебное пособие по линейной алгебре. / Кишинев: 2006 г, Институт прикладной физики академии наук республики Молдова. 101 с.7. I.V. Belousov. Matrices and determinants: a manual on linear algebra. / Chisinau: 2006, Institute of Applied Physics, Academy of Sciences of the Republic of Moldova. 101 sec

8. Проксис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. - М. Радио и связь, 2000. 800 с.8. Proxis John. Digital communication. Per. from English / Ed. D.D. Klovsky. - M. Radio and Communications, 2000. 800 p.

9. Ю.Б. Окунев. Цифровая передача информации фазомодулированными сигналами. - М.: Радио и связь, 1991. 296 с.9. Yu.B. Okunev. Digital transmission of information by phase-modulated signals. - M.: Radio and Communications, 1991.296 s.

10. К. Феер. Беспроводная связь. Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ. / Под. ред. В.И. Дуравлева. - М. Радио и связь, 2000. 519 с.10. K. Feer. Wireless connection. Modulation and spreading methods. Per. from English / Under. ed. IN AND. Duravleva. - M. Radio and Communications, 2000.519 s.

Claims (2)

1. Способ уплотнения каналов передачи данных, включающий на передающей стороне операции модуляции сигналов, усиления мощности сигналов и излучения их передающей антенной, а на приемной стороне включающий операции приема, усиления и демодуляции радиосигналов, отличающийся тем, что на передающей стороне канала для подготовки передаваемых данных до операции модуляции сигналов дополнительно введены операции формирования и преобразования пакетов сообщений, вычисления матрицы взаимного распределения информационных символов пакетов и суммы весовых коэффициентов ее элементов, формирования кодовых таблиц и кодирования номеров пакетов информационных символов, в результате чего формируются фазы сигналов, а на приемной стороне после операции демодуляции радиосигналов с целью выдачи потребителю полученных данных, для формирования связи между фазами сигналов, номерами пакетов и взаимным распределением информационных символов дополнительно введены операции формирования обратных кодовых таблиц, декодирования номеров пакетов информационных символов и формирования полученных сообщений.1. A method of multiplexing data transmission channels, including, on the transmitting side, the operations of modulating signals, amplifying the power of the signals and emitting them by the transmitting antenna, and on the receiving side, including the operations of receiving, amplifying and demodulating radio signals, characterized in that on the transmitting side of the channel for preparing the transmitted data Before the operation of signal modulation, the operations of forming and converting message packets, calculating the matrix of the mutual distribution of information symbols of packets and sums are additionally introduced we are the weighting coefficients of its elements, the formation of code tables and coding of numbers of packets of information symbols, resulting in the formation of signal phases, and on the receiving side after the operation of demodulation of radio signals in order to provide the consumer with the received data, to form a connection between the signal phases, packet numbers and mutual distribution information symbols additionally introduced operations of forming reverse code tables, decoding packet numbers of information symbols and generating GOVERNMENTAL messages. 2. Комплекс средств уплотнения каналов передачи данных, включающий на передающей стороне последовательно соединенные модулятор, усилитель мощности и передающую антенну, а на приемной стороне включающий последовательно соединенные принимающую антенну, усилитель СВЧ и демодулятор, отличающийся тем, что на передающей стороне канала дополнительно введены формирователь пакетов сообщений, вход которого является входом канала передачи данных, а выход формирователя пакетов сообщений через преобразователь пакетов подключен к входу вычислителя, выход которого подключен первому входу кодера номеров пакетов, ко второму входу которого подключен формирователь кодовых таблиц, а на приемной стороне дополнительно введены декодер номеров пакетов, к первому входу которого подключен демодулятор, а ко второму входу подключен формирователь обратных кодовых таблиц, выход декодера номеров пакетов подключен к входу формирователя полученных сообщений, выход которого является выходом канала передачи данных.2. A set of means for compressing data transmission channels, including on the transmitting side a series-connected modulator, power amplifier and transmitting antenna, and on the receiving side including a series-connected receiving antenna, microwave amplifier and demodulator, characterized in that a packet former is additionally introduced on the transmitting side of the channel messages, the input of which is the input of the data channel, and the output of the packetizer messages through the packet converter is connected to the input will calculate Spruce, the output of which is connected to the first input of the packet number encoder, to the second input of which the code table former is connected, and on the receiving side, a packet number decoder is additionally introduced, the demodulator is connected to its first input, and the reverse code table former is connected to the second input, the number decoder output packets connected to the input of the shaper of received messages, the output of which is the output of the data channel.
RU2017114247A 2017-04-24 2017-04-24 Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation RU2677854C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114247A RU2677854C2 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114247A RU2677854C2 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017114247A RU2017114247A (en) 2018-10-24
RU2017114247A3 RU2017114247A3 (en) 2018-10-24
RU2677854C2 true RU2677854C2 (en) 2019-01-22

Family

ID=63923043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114247A RU2677854C2 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677854C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586182A (en) * 1984-02-06 1986-04-29 Codex Corporation Source coded modulation system
US5105442A (en) * 1990-11-07 1992-04-14 At&T Bell Laboratories Coded modulation with unequal error protection
RU2236086C2 (en) * 2001-07-10 2004-09-10 Игорь Валерьевич Бобров Device for receiving and transmitting phase-keyed code signals
RU2409897C1 (en) * 2009-05-18 2011-01-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд Coder, transmitting device, transmission system and method of coding information objects
US7916808B2 (en) * 2005-12-23 2011-03-29 Texas Instruments Incorporated 8PSK modulator
RU2510144C2 (en) * 2007-09-12 2014-03-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Apparatus and methods of increasing capacity for wireless communication

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586182A (en) * 1984-02-06 1986-04-29 Codex Corporation Source coded modulation system
US5105442A (en) * 1990-11-07 1992-04-14 At&T Bell Laboratories Coded modulation with unequal error protection
RU2236086C2 (en) * 2001-07-10 2004-09-10 Игорь Валерьевич Бобров Device for receiving and transmitting phase-keyed code signals
US7916808B2 (en) * 2005-12-23 2011-03-29 Texas Instruments Incorporated 8PSK modulator
RU2510144C2 (en) * 2007-09-12 2014-03-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Apparatus and methods of increasing capacity for wireless communication
RU2409897C1 (en) * 2009-05-18 2011-01-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд Coder, transmitting device, transmission system and method of coding information objects

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗЮКО А.Г. и др. Теория электрической связи, Москва: Радио и связь,1999, с.19,21-22, разд 1.4, 7.2. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017114247A (en) 2018-10-24
RU2017114247A3 (en) 2018-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104811222B (en) A kind of method for designing of radar-communication integration signal
CN101510799B (en) Wireless communication device and wireless communication method
US6396868B1 (en) Spread spectrum signal generating device and method in transmitter of mobile communications system
CN103997395B (en) Change system decoding method based on MIMO radar communicating integral signal
US10735230B2 (en) Wireless communication device, transmitter and methods therein
CN110113752B (en) Millimeter wave safety communication method based on channel sparsity measurement
KR20030063665A (en) Method and apparatus for digital communications
US11652679B2 (en) Systems and methods for reliable chirp transmissions and multiplexing
CN102545988A (en) Method and device for transmitting and receiving wave beam formed matrix
TWI606743B (en) Method of multiuser superposition transmission and base station using the same
US10992337B2 (en) High-order PSK signaling (HOPS) techniques for low-power spread spectrum communications
KR100233836B1 (en) Modulation apparatus of mc dsss system
RU2501168C2 (en) Wireless transmitter, mobile station and method for wireless transmission of data units
CN103607265A (en) Carrier uplink transmission control method and device based on selective mapping mode
RU125724U1 (en) METHOD FOR FORMING SIGNALS AND TRANSMISSION OF INFORMATION IN THE RADAR RECOGNITION SYSTEM
CN102546129A (en) Method and device for transmitting channel status information (CSI)
US20180367238A1 (en) Information transmission method and apparatus
RU2677854C2 (en) Method of multiplexing data transmission channels and complex of means for its implementation
RU2542573C1 (en) Method and apparatus for orthogonal frequency division multiplexing
CN103152309B (en) Reduce the frequency domain autocorrelation matching system and method for the peak-to-average power ratio of ofdm system
RU2608567C2 (en) Method of decametric radio communication with high-speed data transmission
CN101662304B (en) Method for designing zero correlation zone sequence on quadrature amplitude modulation constellation
RU2608569C2 (en) System of decametric radio communication with high-speed data transmission
CN104734814A (en) LDPC coding and decoding method applied in incoherent ultra-wideband communication system
RU2663240C1 (en) Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation